ما هو ختم عمود المضخة؟ ألمانيا، المملكة المتحدة، الولايات المتحدة الأمريكية، بولندا

ما هوختم رمح المضخة?
تمنع أختام العمود هروب السائل من العمود الدوار أو الترددي. يعد هذا أمرًا مهمًا لجميع المضخات، وفي حالة مضخات الطرد المركزي، ستتوفر العديد من خيارات الختم: العبوات، وأختام الشفاه، وجميع أنواع الأختام الميكانيكية – المفردة والمزدوجة والترادفية بما في ذلك أختام الخرطوشة. تتوفر مضخات الإزاحة الإيجابية الدوارة مثل مضخات التروس ومضخات الريشة مع ترتيبات التعبئة والشفة والختم الميكانيكي. تطرح المضخات الترددية مشكلات مختلفة في الختم وتعتمد عادةً على أختام الشفة أو العبوات. بعض التصميمات، مثل مضخات الدفع المغناطيسي، أو مضخات الحجاب الحاجز، أو المضخات التمعجية، لا تتطلب أختام العمود. تشتمل هذه المضخات المسماة "غير محكمة الغلق" على أختام ثابتة لمنع تسرب السائل.

ما هي الأنواع الرئيسية لأختام عمود المضخة؟
التعبئة
تتكون التعبئة (المعروفة أيضًا باسم تعبئة العمود أو تعبئة الغدة) من مادة ناعمة، غالبًا ما تكون مضفرة أو مشكلة في حلقات. ويتم ضغط هذا في حجرة حول عمود الإدارة تسمى صندوق الحشو لإنشاء ختم (الشكل 1). عادة، يتم تطبيق الضغط بشكل محوري على التعبئة ولكن يمكن أيضًا تطبيقه بشكل قطري بواسطة وسط هيدروليكي.

تقليديًا، كانت التعبئة مصنوعة من الجلد أو الحبال أو الكتان ولكنها تتكون الآن عادةً من مواد خاملة مثل PTFE الموسع والجرافيت المضغوط واللدائن المحببة. التعبئة اقتصادية وتستخدم عادة للسوائل السميكة التي يصعب إغلاقها مثل الراتنجات أو القطران أو المواد اللاصقة. ومع ذلك، فهي طريقة ختم سيئة للسوائل الرقيقة، خاصة عند الضغوط العالية. نادرًا ما تفشل عملية التعبئة بشكل كارثي، ويمكن استبدالها بسرعة أثناء عمليات إيقاف التشغيل المجدولة.

تتطلب أختام التعبئة التشحيم لتجنب تراكم حرارة الاحتكاك. يتم توفير ذلك عادةً عن طريق السائل الذي يتم ضخه نفسه والذي يميل إلى التسرب قليلاً عبر مادة التغليف. يمكن أن يكون هذا فوضويًا وفي حالة السوائل المسببة للتآكل أو القابلة للاشتعال أو السامة غالبًا ما يكون غير مقبول. في هذه الحالات، يمكن استخدام مادة تشحيم خارجية آمنة. التعبئة غير مناسبة لختم المضخات المستخدمة للسوائل التي تحتوي على جسيمات كاشطة. يمكن أن تندمج المواد الصلبة في مادة التغليف وقد يؤدي ذلك إلى تلف عمود المضخة أو جدار صندوق الحشو.

أختام الشفاه
أختام الشفاه، والمعروفة أيضًا باسم أختام العمود الشعاعي، هي ببساطة عناصر مطاطية دائرية يتم تثبيتها في مكانها مقابل عمود الإدارة بواسطة غلاف خارجي صلب (الشكل 2). ينشأ الختم من الاتصال الاحتكاكي بين "الشفة" والعمود وغالبًا ما يتم تعزيزه بواسطة زنبرك. تعتبر أختام الشفاه شائعة في جميع أنحاء الصناعة الهيدروليكية ويمكن العثور عليها في المضخات والمحركات الهيدروليكية والمحركات. غالبًا ما توفر ختمًا احتياطيًا ثانويًا لأنظمة الختم الأخرى مثل الأختام الميكانيكية. تقتصر أختام الشفاه عمومًا على الضغوط المنخفضة وتكون أيضًا سيئة بالنسبة للسوائل الرقيقة غير المشحمة. تم تطبيق أنظمة ختم الشفاه المتعددة بنجاح على مجموعة متنوعة من السوائل اللزجة وغير الكاشطة. لا تعتبر سدادات الشفاه مناسبة للاستخدام مع أي سوائل كاشطة أو سوائل تحتوي على مواد صلبة لأنها عرضة للتآكل وأي ضرر طفيف يمكن أن يؤدي إلى الفشل.

الأختام الميكانيكية
تتكون الأختام الميكانيكية أساسًا من زوج أو أكثر من الوجوه المسطحة بصريًا والمصقولة للغاية، أحدهما ثابت في الهيكل والآخر دوار، متصل بعمود الإدارة (الشكل 3). تتطلب الوجوه التشحيم إما عن طريق السائل الذي يتم ضخه نفسه أو عن طريق سائل حاجز. في الواقع، تكون وجوه الختم على اتصال فقط عندما تكون المضخة في وضع الراحة. أثناء الاستخدام، يوفر سائل التشحيم طبقة هيدروديناميكية رقيقة بين وجوه الختم المتقابلة، مما يقلل من التآكل ويساعد على تبديد الحرارة.

يمكن للأختام الميكانيكية التعامل مع مجموعة واسعة من السوائل واللزوجة والضغوط ودرجات الحرارة. ومع ذلك، لا ينبغي تجفيف الختم الميكانيكي. تتمثل الميزة الرئيسية لأنظمة الختم الميكانيكي في أن عمود الإدارة والغلاف ليسا جزءًا من آلية الختم (كما هو الحال مع أختام التعبئة والشفة) وبالتالي لا يتعرضان للتآكل.

الأختام المزدوجة
تستخدم الأختام المزدوجة اثنين من الأختام الميكانيكية الموضوعة من الخلف إلى الخلف (الشكل 4). يمكن ضغط المساحة الداخلية لمجموعتي وجوه الختم هيدروليكيًا باستخدام سائل حاجز بحيث يكون الغشاء الموجود على وجوه الختم الضروري للتشحيم هو السائل الحاجز وليس الوسط الذي يتم ضخه. ويجب أن يكون السائل الحاجز متوافقًا أيضًا مع الوسط الذي يتم ضخه. تعتبر الأختام المزدوجة أكثر تعقيدًا في التشغيل بسبب الحاجة إلى الضغط وعادةً ما تُستخدم فقط عندما يكون ذلك ضروريًا لحماية الموظفين والمكونات الخارجية والبيئة المحيطة من السوائل الخطرة أو السامة أو القابلة للاشتعال.

الأختام جنبا إلى جنب
تشبه الأختام الترادفية الأختام المزدوجة ولكن مجموعتي الأختام الميكانيكية تواجهان في نفس الاتجاه بدلاً من أن تكونا متتاليتين. يدور مانع التسرب من جانب المنتج فقط في السائل الذي يتم ضخه، لكن التسرب عبر وجوه الختم يؤدي في النهاية إلى تلويث مادة التشحيم الحاجزة. وهذا له عواقب على الختم الجانبي الجوي والبيئة المحيطة.

أختام الخرطوشة
ختم الخرطوشة عبارة عن حزمة مجمعة مسبقًا من مكونات الختم الميكانيكية. يعمل بناء الخرطوشة على التخلص من مشكلات التثبيت مثل الحاجة إلى قياس ضغط الزنبرك وضبطه. وجوه الختم محمية أيضًا من التلف أثناء التثبيت. في التصميم، يمكن أن يكون ختم الخرطوشة تكوينًا فرديًا أو مزدوجًا أو ترادفيًا موجودًا داخل الغدة ومثبتًا على الغلاف.

أختام حاجز الغاز.
هذه مقاعد مزدوجة على شكل خرطوشة مع وجوه مصممة للضغط باستخدام غاز خامل كحاجز، ليحل محل سائل التشحيم التقليدي. قد يتم فصل وجوه الختم أو الاحتفاظ بها في اتصال فضفاض أثناء التشغيل عن طريق ضبط ضغط الغاز. قد تتسرب كمية صغيرة من الغاز إلى المنتج والجو.

ملخص
تمنع أختام العمود هروب السائل من عمود المضخة الدوار أو الترددي. غالبًا ما تتوفر العديد من خيارات الختم: العبوات، وأختام الشفاه، وأنواع مختلفة من الأختام الميكانيكية - المفردة والمزدوجة والترادفية بما في ذلك أختام الخرطوشة.